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基于F-P的光纤光栅解调系统的研究

更新时间：2020-04-14 09:48:44 大小：19M 上传用户：六3无线电查看TA发布的资源 标签：光纤光栅解调系统 下载积分：3分 评价赚积分 （如何评价?） 打赏 收藏 评论(0) 举报

资料介绍

随着光纤光栅制造技术的不断完善，光纤光栅已经成为目前最有发展前途，最具代表性的光纤无源器件之一。光纤光栅的传感信息采用波长编码，如何辨别分布式传感器中光栅的位置和检测布喇格波长的移动以及增加系统中光纤光栅传感器的复用数量即实现准确快速高复用性的解调是光纤布喇格光栅传感器实用化面临的关键问题。针对此问题本文提出了基于F-P滤波器的解调系统，并在复用性、测量精度这两个方面进行了研究。

  首先，为了提高系统的复用能力，本文建立了反射光谱的重构模型，针对此重构模型提出了其相应的遗传算法的适应度函数，利用遗传算法中的轮盘赌法对此适应度函数进行处理，得出重构反射光谱的中心波长，然后用matlab将反射光谱的高斯模型仿真出来。经过这样的处理之后，我们发现系统的复用能力提高了，即使完全重合的两个反射光谱也能将其中心波长区分开来，并且将实验中误差控制在1.2pm～4.3pm的范围内。

  然后，硬件方面设计了基于F-P滤波器与光谱仪的解调系统和基于F-P滤波器与光信号接收电路的便携式解调系统。两系统中都使用了C8051F020型号的单片机给F-P提供锯齿波信号电压。而且在便携式解调系统中，同样使用了C8051F020型号的单片机充当了数据采集卡，其与光电探测器、差动放大电路一起构成了光信号接收电路。

  最后，软件方面利用VB编写了波形显示界面，在0～5v的F-P工作电压范围内进行了一千次数据采集，通过VB界面中中心波长所对应的横坐标的电压值和F-P的中心波长与信号电压的线性拟合关系，便可求出所测光纤光栅传感器的中心波长。以测量应变的光纤光栅传感器为例，便携式解调系统的测量结果与光谱仪的测量结果相比平均差值为3.8με。而由于解调系统中使用了F-P滤波器，所以其解调速度会快于其他解调系统。

  经过上述研究，我们不仅提高了解调系统的复用性，而且基于F-P的便携式的解调系统也有着体积小、成本低、易于携带和测量速度快的优点。但是精度方面距离光谱仪还有一定差距，需要我们去进一步改善。

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